Question

（14分）如下圖裝置所示，是用氫氧燃料電池B進行的某電解實驗：

(1)若電池B使用了亞氨基鋰(Li2NH)固體作為儲氫材料，其儲氫原理是：Li2NH＋H2＝LiNH2＋LiH，則下列說法中正確的是________。

A. Li2NH中N的化合價是-1價 B.該反應(yīng)中H2既是氧化劑又是還原劑

C.Li＋ 和H＋的離子半徑相等 D.此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同

(2)在電池B工作時：

①若用固體Ca(HSO4)2為電解質(zhì)傳遞H＋，則電子由________極流出，H＋向________極移動。（填“a”或“b”）

②b極上的電極反應(yīng)式為：________________________________

③外電路中，每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，在a極消耗________上的H2（標準狀況下）。

(3)若A中X、Y都是惰性電極，電解液W是滴有酚酞的飽和NaCI溶液，則B工作時：

①電解池中X極上的電極反應(yīng)式是 ________________________________。

在X極這邊觀察到的現(xiàn)象是 _____________________________________。

②檢驗Y電極上反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 _________________________________。

③若A中其它均不改變，只將電極Y換成鐵棒，可實現(xiàn)的實驗?zāi)康氖莀____________________。

 

Answer 1

（1）B （2）①a，b ② O2 + 4H+  + 4e- = 2H2O  ③ 1.12 （3）① 2H++2e- = H2↑，溶液變紅

②用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，變藍，證明產(chǎn)生Cl2氣 ③ 制Fe(OH)2

【解析】

試題分析：（1）A、Li2NH中N的化合價為-3價，故A錯誤；B、反應(yīng)中H2分別生成LiNH2和LiH，LiNH2中H為+1價，LiH中H的化合價為-1價，反應(yīng)中H2既是氧化劑又是還原劑，故B正確；C、LiH中的陽離子和陰離子核外電子排布相同，核電核數(shù)越大，半徑越小，則陽離子半徑小于陰離子半徑，故C錯誤；D、此法儲氫是利用氧化還原反應(yīng)將H2轉(zhuǎn)化為固體材料，發(fā)生化學(xué)變化，而鋼瓶儲氫將氫液化，為物理變化，原理不同，故D錯誤，答案選B。

（2）①通入氫氣的電極為電池的負極，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為H2-2e-＝2H+，通入氧氣的電極為電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動，即H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極。

②b極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)O2+4e-+4H+=2H2O。

③轉(zhuǎn)移電荷守恒，由題意知每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗1mol H2，即每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，在a極消耗0.05mol H2，即1.12L H2，

（3）由題意知，a端為電源負極，b端為電源正極①電解飽和食鹽水中和電源的負極a端相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H++2e-=H2↑，溶液中H+離子濃度減小，堿性增強，酚酞變紅。

②和電源的正極相連的電極Y極是陽極，該電極上氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即2Cl--2e-=Cl2↑生成產(chǎn)物為氯氣，檢驗方式為用潤濕的KI淀粉試紙接近Y極氣體產(chǎn)物，變藍，證明產(chǎn)生Cl2氣。

③Y極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)化合價升高，鐵生成亞鐵離子，溶液中有大量氫氧根離子和亞鐵離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵沉淀，故其目的為制Fe(OH)2。

考點：考查氧化還原反應(yīng)；原電池和電解池的工作原理